🧠 CNN - Convolutional Neural Network

เทคโนโลยี Deep Learning สำหรับการวิเคราะห์และอ่านค่าจากเครื่องมือวัดอย่างแม่นยำ
ด้วยความสามารถในการจำแนกรูปแบบและตีความข้อมูลภาพที่ซับซ้อนได้เหมือนสมองมนุษย์

99.2%
ความแม่นยำในการอ่านค่า
Analog และ Digital Meters
50ms
เวลาการประมวลผลต่อเกจ
บนอุปกรณ์ Edge Computing
ResNet
Architecture หลัก
ที่ใช้ในระบบของเรา

CNN คืออะไร?

Convolutional Neural Network (CNN) เป็นเทคโนโลยี Deep Learning ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากระบบการมองเห็นของมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการทำงานของ Visual Cortex ในสมอง CNN มีความเชี่ยวชาญในการวิเคราะห์ข้อมูลภาพ สามารถจำแนกรูปแบบ เส้น สี และโครงสร้างต่างๆ ในภาพได้อย่างแม่นยำ ทำให้เหมาะสำหรับการอ่านค่าจากเครื่องมือวัดที่มีการออกแบบและรูปแบบที่หลากหลาย

หลักการทำงานของ CNN

🔍

Convolution

ตรวจจับ features และ patterns ในภาพ

⬇️

Pooling

ลดขนาดข้อมูลและเก็บข้อมูลสำคัญ

🧮

Activation

เพิ่มความซับซ้อนและไม่เชิงเส้น

📊

Classification

จำแนกและทำนายผลลัพธ์สุดท้าย

ข้อดีของ CNN สำหรับการอ่านเกจ

🎯

ความแม่นยำสูงในการจำแนก

สามารถแยกแยะตัวเลข เข็ม และสัญลักษณ์ต่างๆ ได้อย่างแม่นยำ แม้ในสภาพแสงที่ไม่เหมาะสม

🔄

Rotation & Scale Invariance

ทำงานได้ดีแม้เกจมีการหมุนหรือขนาดที่แตกต่างกันในภาพ

🧠

Feature Learning

เรียนรู้ลักษณะเฉพาะของแต่ละประเภทเกจโดยอัตโนมัติ

Real-time Processing

ประมวลผลได้เร็วเพียงพอสำหรับการใช้งานแบบ real-time

สถาปัตยกรรม CNN ในระบบ GaugeSnap

📷
Input Image
224x224x3
🔍
Conv Layers
Feature Maps
⬇️
Pooling
Downsampling
🧠
ResNet Block
Deep Features
📊
FC Layers
Classification
📈
Output
Gauge Value

🏗️ Model Architecture

  • Base: ResNet-50/101
  • Input Size: 224×224×3
  • Layers: 50-101 layers
  • Parameters: 25M - 44M
  • Training Data: 500K+ gauge images

⚙️ Optimization

  • Quantization: FP16/INT8
  • Pruning: 30% weight reduction
  • TensorRT: GPU optimization
  • ONNX: Cross-platform support
  • Edge Deploy: Jetson/RPI support

📊 Performance

  • Accuracy: 99.2% (test set)
  • Inference Time: 50ms (GPU)
  • Memory: 2GB VRAM
  • Batch Size: 32 images
  • Temperature: -40°C to +85°C

ประเภทเกจที่ CNN สามารถอ่านได้

🎯

Analog Gauges

Pressure Gauges
Temperature Gauges
Flow Meters
Level Indicators
99.5% Accuracy
🔢

Digital Displays

LCD/LED Displays
Seven-Segment
Multi-line Displays
Custom Formats
99.8% Accuracy
📊

Panel Meters

Electrical Meters
Multi-function Displays
Industrial HMI
Control Panels
98.9% Accuracy
⚙️

Custom Instruments

Specialized Equipment
Legacy Systems
Proprietary Designs
Multi-scale Gauges
98.2% Accuracy

🎓 Process การ Training CNN

Data Collection
500K+ Images
Annotation
Manual Labeling
Augmentation
Synthetic Data
Training
Transfer Learning
Validation
Field Testing

CNN vs วิธีการแบบดั้งเดิม

🔧 วิธีการแบบดั้งเดิม

Template Matching
ต้องสร้าง template สำหรับทุกรูปแบบ
Edge Detection
ไม่ทำงานดีในสภาพแสงแปรปรวน
Threshold-based
ต้อง fine-tune parameters บ่อย
Manual Feature Engineering
ใช้เวลาพัฒนานานและไม่ยืดหยุ่น
75-85%
Average Accuracy

🧠 CNN Approach

Automatic Feature Learning
เรียนรู้ features โดยอัตโนมัติจากข้อมูล
Robust to Variations
ทำงานดีแม้มีการเปลี่ยนแปลงแสง มุม ขนาด
Continuous Learning
ปรับปรุงประสิทธิภาพด้วยข้อมูลใหม่
Scalable & Flexible
รองรับเกจใหม่ได้ง่ายด้วย Transfer Learning
99.2%
Average Accuracy

ตัวอย่างการใช้งานจริง

🏭 โรงงานผลิตยา - Quality Control

Challenge:

  • • เกจแรงดันมี 15 รูปแบบต่างกัน
  • • แสงในห้องแปรปรวนตลอดวัน
  • • ต้องการความแม่นยำ >99%
  • • บันทึกข้อมูลทุก 30 วินาที

CNN Solution:

  • • Single model รองรับทุกรูปแบบ
  • • Auto-adjust กับสภาพแสง
  • • ความแม่นยำ 99.7%
  • • ประมวลผล 50ms ต่อเกจ

ผลลัพธ์:

80%
ลดเวลาการ setup
99.7%
Accuracy rate
24/7
Continuous operation

การใช้งาน Python

# CNN Gauge Reading
import tensorflow as tf
import cv2
import numpy as np

# Load trained model
model = tf.keras.models.load_model('gauge_cnn_model.h5')

# Preprocess gauge ROI from YOLO
def preprocess_gauge(roi_image):
    # Resize to model input size
    resized = cv2.resize(roi_image, (224, 224))
    
    # Normalize pixel values
    normalized = resized / 255.0
    
    # Add batch dimension
    batch_input = np.expand_dims(normalized, axis=0)
    
    return batch_input

# Predict gauge value
def read_gauge_value(roi_image, gauge_type):
    # Preprocess image
    processed_img = preprocess_gauge(roi_image)
    
    # Run inference
    predictions = model.predict(processed_img)
    
    # Post-process based on gauge type
    if gauge_type == 'analog':
        # Convert angle to value
        angle = predictions[0] * 360
        value = angle_to_value(angle, gauge_config)
    elif gauge_type == 'digital':
        # Direct digit recognition
        value = predictions[0]
    
    return value, confidence_score

# Example usage
gauge_roi = cv2.imread('gauge_crop.jpg')
value, confidence = read_gauge_value(gauge_roi, 'analog')
print(f"Gauge Reading: {value:.2f}, Confidence: {confidence:.3f}")

พร้อมใช้ประโยชน์จาก CNN แล้วหรือยัง?

ให้ผู้เชี่ยวชาญช่วยออกแบบและ train CNN model ที่เหมาะสมกับเครื่องมือวัดของคุณ